Bê tông có thể trông chắc chắn và bền bỉ nhưng lại dễ vỡ trước các yếu tố tự nhiên. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Drexel đã chứng minh được loại bê tông tự phục hồi được gắn “sợi sinh học” sử dụng vi khuẩn để sửa chữa các vết nứt hình thành. Để trở thành vật liệu xây dựng được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới, nó phải làm tốt một số điều - bê tông dễ chế tạo, chắc chắn và trong điều kiện lý tưởng, bền lâu dài.
Nhưng thế giới thực hiếm khi vận hành theo điều kiện lý tưởng nên bê tông liên tục bị phong hóa, gây ra các vết nứt. Vấn đề thực sự nằm ở đây, vì sự thay đổi nhiệt độ có thể khiến các vết nứt phát triển, trong khi độ ẩm có thể kích hoạt các quá trình khác nhau tấn công bê tông.
Do đó, kết cấu bê tông cần được bảo trì liên tục, điều này không chỉ tốn kém và bất tiện mà còn làm tăng tác động môi trường vốn đã lớn của việc sản xuất vật liệu này. Nếu bạn có thể tìm ra cách làm chậm lại sự xuống cấp, bạn có thể tránh cho mình rất nhiều rắc rối.
Đây là lúc Drexel Biofiber xuất hiện. Những sợi polymer này không chỉ hoạt động như chất tăng cường vật lý mà còn đóng vai trò kép quan trọng là cơ chế tự phục hồi. Các sợi được phủ một lớp hydrogel có chứa nội bào tử, là dạng vi khuẩn không hoạt động có thể chịu được sự khắc nghiệt của môi trường và hoạt động trở lại khi điều kiện trở nên thoải mái hơn. Sau đó, một lớp vỏ polymer mỏng được phủ lên trên lớp hydrogel.
Bê tông sợi sinh học có thể được sử dụng giống như các loại bê tông khác, nhưng siêu năng lực bí mật của nó chỉ lộ rõ khi nó bị nứt sau đó. Khi nước chạm tới các sợi sinh học, hydrogel nở ra và vỡ ra, đẩy về phía bề mặt. Trong quá trình này, vi khuẩn đang ngủ được đánh thức và chúng bắt đầu hút carbon và canxi từ bê tông xung quanh. Điều này tạo ra canxi cacbonat, một loại vật liệu kết dính có tác dụng lấp đầy và sửa chữa các vết nứt.
Amir Farnam, nhà nghiên cứu chính của nhóm, cho biết: "Đây là một sự phát triển thú vị khi chúng tôi tiếp tục làm việc chăm chỉ để sử dụng nguồn cảm hứng từ thiên nhiên để cải thiện vật liệu xây dựng. Hàng ngày, chúng tôi thấy rằng các cấu trúc bê tông lão hóa đang bị hư hại, giảm tuổi thọ chức năng và cần phải sửa chữa tốn kém và quan trọng. Hãy tưởng tượng rằng chúng có thể tự sửa chữa. Trong da của chúng ta, các mô của chúng ta tự sửa chữa một cách tự nhiên thông qua cấu trúc sợi nhiều lớp được truyền chất lỏng tự phục hồi -- Nhóm nghiên cứu cho biết: "Mặc dù thời gian lành vết thương có thể thay đổi, nhưng các sợi sinh học dường như có thể sửa chữa các vết nứt chỉ trong một hoặc hai ngày", nhóm nghiên cứu cho biết đã tạo ra bê tông tự phục hồi có chứa vi khuẩn. câu trả lời.
Mặc dù vẫn còn nhiều việc phải làm nhưng các nhà nghiên cứu cho biết bê tông sợi sinh học cuối cùng có thể giúp giảm yêu cầu bảo trì tòa nhà và giảm lượng khí thải carbon dioxide từ quá trình sản xuất bê tông.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Kiến trúc và Vật liệu Xây dựng.